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霍爾開關(guān)在煤礦井下的應(yīng)用(下篇)

返回列表 來源:未知 瀏覽: 發(fā)布日期:2020-07-01 08:38:49【
受測(cè)磁鋼與霍爾元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式常見的有兩種:相對(duì)接近式和相對(duì)旋轉(zhuǎn)式。

如圖1所示為相對(duì)接近式:磁鋼沿它的軸向移動(dòng),接近或遠(yuǎn)離它的端面。


 

如圖2所示為相對(duì)旋轉(zhuǎn)式:磁鋼沿它的徑向、以與它的端面相對(duì)固定距離為旋轉(zhuǎn)半徑移動(dòng)。


 
雙霍爾開關(guān)檢測(cè)速度、方向和深度的方法
跑車防護(hù)裝置工作時(shí),既要檢測(cè)礦車的行駛速度,又要檢測(cè)其行駛方向和位置,因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中使用兩個(gè)霍爾開關(guān),并列布置,當(dāng)絞車運(yùn)行時(shí),使磁鋼依次通過霍爾元件,如圖3所示。


 
在圖3中,A、B為霍爾開關(guān),當(dāng)磁鋼在端面左右移動(dòng)時(shí),A。 B兩個(gè)能感應(yīng)到周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化,從而輸出開關(guān)信號(hào)。磁鋼在端面左右移動(dòng)時(shí),A、B兩個(gè)輸出開關(guān)信號(hào)的時(shí)序關(guān)系圖如圖4所示。


 
 
霍爾開關(guān)在煤礦井下應(yīng)用

防爆設(shè)計(jì)
礦井環(huán)境復(fù)雜且存在爆炸性氣體,所以它必須采用相應(yīng)的防爆型式。由于每臺(tái)跑車防護(hù)裝置使用一個(gè)雙霍爾開關(guān),為了降低成本,提高部件的通用性,它在井下使用時(shí)采用如圖5所示隔爆型防爆結(jié)構(gòu)5。

它的體積小,功耗低,工作時(shí)不產(chǎn)生高溫和火花,防爆外殼采用電纜直接引入方式。為了提高霍爾元件的敏感性,防爆外殼采用黃銅或不銹鋼加工制作。


 
抗干擾設(shè)計(jì)
由于提升絞車目前普遍使用變頻調(diào)速拖動(dòng)技術(shù),井下存在嚴(yán)重的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。在跑車防護(hù)裝置中使用霍爾開關(guān)時(shí),特別是采用高速計(jì)數(shù)器采樣時(shí),要特別注意解決電磁干擾問題。

電源隔離
霍爾開關(guān)電源回路使用如圖6所示的隔離變壓器和電抗器相結(jié)合,目的是為了減少電源中變頻器產(chǎn)生的高頻分量。


 
傳感器輸出回路采用如圖7所示的光電耦合器與PLC輸入端隔離,這樣既能達(dá)到電氣隔離的目的,又能夠使他以不同的工作電壓與PLC輸入端匹配。


 
電磁屏蔽

在井下實(shí)際使用環(huán)境中,干擾信號(hào)主要為低頻信號(hào)。它的信號(hào)線應(yīng)采用銅編織屏蔽層的電纜,布線時(shí)選擇單點(diǎn)接地方式。由于井下電氣設(shè)備均接安全保護(hù)地,連接電纜時(shí),屏蔽層盡量不要接在防爆外殼上。如果無法實(shí)現(xiàn),應(yīng)減少傳感器外殼與其他設(shè)備外殼之間的電位差,降低干擾源。

現(xiàn)場(chǎng)安裝注意事項(xiàng)
為了降低磁鋼的線速度, 一般要求磁鋼安裝在旋轉(zhuǎn)半徑較小的絞車卷簡(jiǎn)軸上,同時(shí)盡量選擇外徑較小的霍爾開關(guān)。在軟件設(shè)計(jì)時(shí),盡可能采用指令周期小的指令,簡(jiǎn)化軟件流程,壓縮運(yùn)行周期。當(dāng)實(shí)際工況無法滿足響應(yīng)頻率時(shí),可以采用PLC的高速計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)。

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